呼倫貝爾草原鹽漬土巖土工程性質(zhì)試驗研究

王川川，劉春明，謝遠征

(1.東北林業(yè)大學工程咨詢設(shè)計研究院有限公司,黑龍江 哈爾濱 150040；2.中交一公局第五工程有限公司,北京 100000)

呼倫貝爾草原分布有大面積的鹽漬土區(qū)，屬不良地質(zhì)現(xiàn)象，其巖土工程性質(zhì)較差，屬軟弱土。呼倫貝爾草原的鹽漬土主要分布在低洼溝谷地帶，厚度分布不均勻，嚴重影響該地區(qū)工程建設(shè)的穩(wěn)定性，因此，需要了解和掌握該地區(qū)鹽漬土的巖土工程性質(zhì)。本文以阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目AA-2合同段K71路段為例，通過現(xiàn)場勘察和室內(nèi)巖土物理力學試驗，研究呼倫貝爾草原鹽漬土的巖土工程性質(zhì)。

1 現(xiàn)場工程地質(zhì)概況

阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目AA-2合同段，地理坐標范圍位于約東經(jīng)116°30’～117°30’，約北緯48°40’～49°30’。路線基本為由東至西走向，本合同段起點位于甲烏拉礦(K41+000)，終點位于阿日哈沙特口岸(K81+413.566)，路線全長40.413 km，AA-2標段項目位于呼倫貝爾大草原中，地形平坦，局部線路穿行于低山、丘陵之中，該地區(qū)屬于北溫帶大陸性季風氣候，為干旱、半干旱地區(qū)。四季變化明顯，常年盛行西北風，春節(jié)干旱多雨，夏季燥熱，冬季漫長而寒冷。年平均氣溫0.4 ℃，最冷月份是1月，月份平均氣溫-22.1 ℃；最熱月是7月，月平均氣溫21.3 ℃。年極端最低氣溫為-38 ℃，標準凍深2.8 m。年平均降雨量為250 mm。牧草生長季節(jié)4～9月，平均降水量在100～180 mm之間。初霜日一般在9月末，終霜日一般在5月中旬，無霜日為128 d左右。

2 研究區(qū)地基土物理力學試驗

本文選用K71路段的土樣做了一些室內(nèi)土工試驗，為達到最佳的試驗效果，試驗中采用的土樣均為鉆探所取的原狀土樣。首先對各個深度的土樣進行了最基本的物理力學性質(zhì)試驗，其中包括天然含水率、天然密度、重度、液塑限以及顆粒級配分析等。

如圖1所示，試驗土樣顆粒分析曲線，由試驗結(jié)果可知：泥炭質(zhì)土土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為43.6%；細砂土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為74.5%；粘土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為76.8%；粗砂土顆粒中，粒徑在0.075 mm以下的比例為13.1%。

圖1 K71路段泥炭質(zhì)土顆粒組成曲線

據(jù)K71左坡腳鉆孔揭示，0～10m深度范圍內(nèi)為第四系全新統(tǒng)沖積積層(Q4al)，該區(qū)地層由上至下描述如下：

(1)泥炭質(zhì)土：黑色，有腥臭味，含有機質(zhì)，易崩解，含砂。含水量在20.8%～23.5%之間，有機質(zhì)含量在17.6～18.3%之間。層頂為地表面，該層厚度2.50～3.30 m。

(2)細砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英及長石，分選性好。層頂埋深在2.50～3.30 m，該層厚度2.50～3.30 m。

(3)礫砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英、長石及火成巖碎屑。層頂埋深在2.80～4.0 m，該層厚度6.50～6.60 m。

(4)粘土：灰色，可塑，中高壓縮性土，干強度中等，韌性中等，切面光澤，總含水量在15.1～15.9%之間。層頂埋深為4.60～6.10 m，該層厚度0.80 m至未揭穿，局部分部。

(5)礫砂：灰色，稍密，飽和，主要成分為石英、長石及火成巖碎屑，磨圓度較好。層頂埋深在6.60 m，該層厚度未揭穿。

研究中，為了掌握地基土的抗剪強度指標，對試驗土樣做了室內(nèi)直接剪切試驗，以了解地基土的抗剪強度參數(shù)c、Ф值。

由剪切試驗可得到K71路段地表泥炭質(zhì)土層剪應(yīng)力隨正向應(yīng)力變化圖和剪應(yīng)力與剪切位移的變化曲線，得知泥炭質(zhì)土的粘聚力為5.8 KPa，內(nèi)摩擦角為13.5°，其他土層試驗參數(shù)見表1。由試驗結(jié)果，可知，泥炭質(zhì)土層巖土工程條件較差，屬軟弱土層。

表1 K71路段巖土體基本物理、力學指標測試結(jié)果

3 結(jié) 語

(1)通過現(xiàn)場勘察和室內(nèi)試驗可知，阿拉坦額莫勒至阿日哈沙特口岸公路項目K71路段各個土層的分布情況和巖土工程性質(zhì)，揭示了一些物理指標之間、物理指標與力學指標之間的相關(guān)關(guān)系。

(2)呼倫貝爾草原鹽漬土屬軟弱土層，其主要成分為淤泥質(zhì)土和粘土，含水量較大，滲透系數(shù)較?。恢苯蛹羟性囼灁?shù)據(jù)表明鹽漬土層試驗土樣抗剪強度較低。相關(guān)參數(shù)可為呼倫貝爾草原鹽漬土區(qū)域工程加固的設(shè)計和施工提供參考。